JP7545225B2 - Composition for film from which a cured product having elongation properties and moisture permeability can be obtained, a film which is a cured product of the composition for film, and a sensor device for attachment to the skin using the film - Google Patents
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Description
本発明は、伸び特性と透湿性を備えたフィルムの得られる組成物に関するものであり、例えば、導電性材料による回路パターンを基板上に形成して伸び特性と透過性を備えた回路基板を製造するための伸び特性と透湿性を備えたフィルムを得ることができる組成物に関するものである。 The present invention relates to a composition that can be used to obtain a film with elongation properties and moisture permeability, for example, a composition that can be used to obtain a film with elongation properties and moisture permeability for producing a circuit board with elongation properties and moisture permeability by forming a circuit pattern on a substrate using a conductive material.
電子機器の小型化、電子部品の高密度搭載等に対応するために、電子機器の狭小空間に配線板を搭載することが要求される場合がある。狭小空間に配線板を搭載するには、柔軟性に優れた配線板が要求されることから、絶縁被膜が形成された樹脂フィルムに導電性材料による回路パターンが設けられたフレキシブルプリント配線板が使用されることがある。一方で、近年、心拍数、呼吸、心電、筋電等の生体情報を得るために、回路パターンを形成したフィルムを使用した皮膚への貼付型センサデバイスを用い、前記回路パターンを形成したフィルムを人体の皮膚に直接貼付することも検討されている。 In order to accommodate the miniaturization of electronic devices and the high density mounting of electronic components, it is sometimes necessary to mount a wiring board in a small space in an electronic device. Mounting a wiring board in a small space requires a wiring board with excellent flexibility, and flexible printed wiring boards are sometimes used, in which a circuit pattern made of a conductive material is provided on a resin film on which an insulating coating is formed. Meanwhile, in recent years, it has also been considered to use a skin-attached sensor device using a film on which a circuit pattern is formed, and to directly attach the film on which the circuit pattern is formed to the skin of the human body in order to obtain biometric information such as heart rate, respiration, electrocardiogram, and electromyogram.
回路パターンを形成したフィルムを人体に直接貼付する場合には、フィルムが、人体の曲面に十分に対応でき、ツッパリ感等の違和感を人に起こさせず、また、人体の動きに円滑に追従できることが要求される。従来のフレキシブルプリント配線板の絶縁被膜に用いる組成物の柔軟性では、上記のような人体に貼付する用途に対応することができない。 When a film with a circuit pattern is applied directly to the human body, the film must be able to adequately conform to the curved surface of the body, not cause discomfort to the person, such as a tight feeling, and be able to smoothly follow the movements of the body. The flexibility of the compositions used in the insulating coating of conventional flexible printed wiring boards is not sufficient for applications such as application to the human body.
フィルムが、人体の曲面に対応でき、ツッパリ感等の違和感を人に起こさせず、また、人体の動きに円滑に追従できるためには、優れた伸び特性を有することが要求される。そこで、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、プロピレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンゴムおよびエチレンプロピレンゴムからなる群より選択されるいずれかを含む耐熱性を有する樹脂の厚さ1~100μmの伸縮性シートであって、シートの少なくとも一方の面にセパレーターを備え、セパレーターとシートとの剥離力が、0.01N/15mm以上である、回路基板用の伸縮性シートが提案されている(特許文献1)。 In order for a film to conform to the curved surface of the human body, not cause discomfort such as a tight feeling, and smoothly follow the movements of the human body, it is required that the film have excellent elongation properties. Thus, a stretchable sheet for circuit boards has been proposed, which is a 1-100 μm thick stretchable sheet of a heat-resistant resin containing any one selected from the group consisting of silicone rubber, fluororubber, acrylic rubber, styrene rubber, urethane rubber, propylene rubber, natural rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene rubber, and ethylene propylene rubber, which has a separator on at least one surface of the sheet and has a peel strength between the separator and the sheet of 0.01 N/15 mm or more (Patent Document 1).
特許文献1では、セパレーターを付けることでシートの厚みを薄く設計できることにより追従性を向上させ、回路を印刷した後、セパレーターを剥がす際に伸縮性シートが伸びてしまい導電インク回路の損傷が発生するのを防止するために、伸縮性シートとセパレーターとの剥離力を調整したものである。 In Patent Document 1, the addition of a separator allows the sheet to be designed to be thin, improving conformability, and the peeling force between the elastic sheet and the separator is adjusted to prevent damage to the conductive ink circuit caused by the elastic sheet stretching when the separator is peeled off after the circuit is printed.
一方で、回路パターンを形成したフィルムを人体の皮膚に直接貼付する場合には、フィルムが、汗などの水分を十分に透過する特性を有することも要求される。しかし、セパレーターを付けることでシートの厚みを薄く設計した特許文献1では、伸び特性と透湿性に改善の余地があった。 On the other hand, when a film with a circuit pattern is to be applied directly to the skin of the human body, the film is also required to have properties that allow sufficient permeability to moisture such as sweat. However, in Patent Document 1, which was designed to reduce the sheet thickness by adding a separator, there was room for improvement in stretch properties and moisture permeability.
また、フィルムに伸び特性や透湿性を付与するために、フィルム用組成物にアミド類や特定のアルコール類等の添加剤を配合することも検討されている。しかし、フィルム用組成物にアミド類や特定のアルコール類等の添加剤を配合すると、フィルムにべたつき感が生じる、すなわち、タック性が生じる場合があった。また、フィルム用組成物にアミド類や特定のアルコール類等の添加剤を配合すると、フィルムから添加剤が分離してしまう、すなわち、相溶性が得られないという問題があった。 In addition, in order to impart elongation properties and moisture permeability to the film, the incorporation of additives such as amides and specific alcohols into the film composition has also been considered. However, when additives such as amides and specific alcohols are incorporated into the film composition, the film may feel sticky, i.e., may become tacky. In addition, when additives such as amides and specific alcohols are incorporated into the film composition, there is a problem that the additives separate from the film, i.e., compatibility cannot be obtained.
上記事情に鑑み、本発明は、タック性と相溶性を有しつつ、透湿性と伸び特性に優れたフィルムを得ることができるフィルム用組成物を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention aims to provide a composition for a film that can produce a film that has excellent moisture permeability and elongation properties while also having tackiness and compatibility.
本発明の構成の要旨は以下の通りである。
[1](A)質量平均分子量が10000以上のポリマーと、(B)水酸基を有する化合物と、を含有し、前記(B)水酸基を有する化合物の融点が、45℃以上120℃以下である、フィルム用組成物。
[2]前記(A)質量平均分子量が10000以上のポリマーが、熱可塑性ポリウレタンを含有する[1]に記載のフィルム用組成物。
[3](C)ポリイソシアネート及びポリイソシアネートの変性体からなる群から選択された少なくとも1種のイソシアネート化合物と、(D)ポリオールと、(B)水酸基を有する化合物と、を含有し、前記(B)水酸基を有する化合物の融点が、45℃以上120℃以下である、フィルム用組成物。
[4]前記(B)水酸基を有する化合物の融点が、75℃以上である[1]乃至[3]のいずれか1つに記載のフィルム用組成物。
[5]前記(B)水酸基を有する化合物の融点が、83℃以上である[1]乃至[3]のいずれか1つに記載のフィルム用組成物。
[6]前記(B)水酸基を有する化合物を、前記(A)質量平均分子量が10000以上のポリマー100質量部に対して、0.2質量部以上20質量部以下含有する[1]または[2]に記載のフィルム用組成物。
[7]前記(B)水酸基を有する化合物を、前記(C)イソシアネート化合物と前記(D)ポリオールとの合計100質量部に対して、0.2質量部以上20質量部以下含有する[3]に記載のフィルム用組成物。
[8]前記(B)水酸基を有する化合物が、トリス(ヒドロキシアシル)グリセロール、ドデカンジオール、ステアリルアルコール、トリメチロールプロパン及びポリエチレングリコールからなる群から選択された少なくとも1種である[1]乃至[7]のいずれか1つに記載のフィルム用組成物。
[9]前記(B)水酸基を有する化合物が、トリス(ヒドロキシアシル)グリセロール、ドデカンジオール及びステアリルアルコールからなる群から選択された少なくとも1種である[1]乃至[7]のいずれか1つに記載のフィルム用組成物。
[10]回路パターンを有するフィルム用である[1]乃至[9]のいずれか1つに記載のフィルム用組成物。
[11][1]乃至[10]のいずれか1つに記載のフィルム用組成物の硬化物であるフィルム。
[12][11]に記載のフィルムを使用した皮膚への貼付型センサデバイス。
The gist of the configuration of the present invention is as follows.
[1] A composition for a film, comprising (A) a polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more, and (B) a compound having a hydroxyl group, wherein the melting point of the compound having a hydroxyl group (B) is 45° C. or more and 120° C. or less.
[2] The composition for film according to [1], wherein the (A) polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more contains a thermoplastic polyurethane.
[3] A composition for film comprising (C) at least one isocyanate compound selected from the group consisting of polyisocyanates and modified polyisocyanates, (D) a polyol, and (B) a compound having a hydroxyl group, wherein the melting point of the compound having a hydroxyl group (B) is 45° C. or higher and 120° C. or lower.
[4] The composition for film according to any one of [1] to [3], wherein the compound (B) having a hydroxyl group has a melting point of 75° C. or higher.
[5] The composition for film according to any one of [1] to [3], wherein the compound (B) having a hydroxyl group has a melting point of 83° C. or higher.
[6] The composition for film according to [1] or [2], containing the compound having a hydroxyl group (B) in an amount of 0.2 parts by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the polymer (A) having a mass average molecular weight of 10,000 or more.
[7] The composition for film according to [3], containing the compound having a hydroxyl group (B) in an amount of 0.2 parts by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total of the isocyanate compound (C) and the polyol (D).
[8] The composition for film according to any one of [1] to [7], wherein the compound (B) having a hydroxyl group is at least one selected from the group consisting of tris(hydroxyacyl)glycerol, dodecanediol, stearyl alcohol, trimethylolpropane, and polyethylene glycol.
[9] The composition for film according to any one of [1] to [7], wherein the compound (B) having a hydroxyl group is at least one selected from the group consisting of tris(hydroxyacyl)glycerol, dodecanediol, and stearyl alcohol.
[10] The composition for a film according to any one of [1] to [9], which is for a film having a circuit pattern.
[11] A film which is a cured product of the composition for film according to any one of [1] to [10].
[12] A skin-attachable sensor device using the film according to [11].
上記[1]の態様では、添加剤として、融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物を配合している。なお、本明細書中、「質量平均分子量」とは、GPC(ゲルパーミションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算した質量平均分子量を意味する。 In the above embodiment [1], a compound having a hydroxyl group and a melting point of 45°C or more and 120°C or less is blended as an additive. In this specification, "mass average molecular weight" means the mass average molecular weight calculated in terms of polystyrene by GPC (gel permeation chromatography).
本発明のフィルム用組成物の態様によれば、(A)質量平均分子量が10000以上のポリマーと、(B)水酸基を有する化合物と、を含有し、(B)水酸基を有する化合物の融点が45℃以上120℃以下であることにより、タック性と相溶性を有しつつ、透湿性と伸び特性に優れたフィルムを得ることができるフィルム用組成物を得ることができる。 According to an embodiment of the film composition of the present invention, a film composition can be obtained that contains (A) a polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more and (B) a compound having a hydroxyl group, and the melting point of (B) the compound having a hydroxyl group is 45°C or more and 120°C or less, thereby obtaining a film that has excellent moisture permeability and elongation properties while having tackiness and compatibility.
本発明のフィルム用組成物の態様によれば、(A)質量平均分子量が10000以上のポリマーが熱可塑性ポリウレタンを含有することにより、伸び特性をさらに向上させることができる。 According to an embodiment of the film composition of the present invention, the elongation properties can be further improved by containing a thermoplastic polyurethane in (A) the polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more.
本発明のフィルム用組成物の態様によれば、(C)ポリイソシアネート及びポリイソシアネートの変性体からなる群から選択された少なくとも1種のイソシアネート化合物と、(D)ポリオールと、(B)水酸基を有する化合物と、を含有し、(B)水酸基を有する化合物の融点が45℃以上120℃以下であることにより、タック性と相溶性を有しつつ、透湿性と伸び特性に優れたフィルムを得ることができるフィルム用組成物を得ることができる。 According to an embodiment of the film composition of the present invention, the composition contains (C) at least one isocyanate compound selected from the group consisting of polyisocyanates and modified polyisocyanates, (D) a polyol, and (B) a compound having a hydroxyl group, and the melting point of (B) the compound having a hydroxyl group is 45°C or higher and 120°C or lower, so that a film composition can be obtained that has tackiness and compatibility while providing a film with excellent moisture permeability and elongation properties.
本発明のフィルム用組成物の態様によれば、(B)水酸基を有する化合物の融点が75℃以上であることにより、透湿性をさらに向上させることができる。 According to an embodiment of the film composition of the present invention, the melting point of the compound (B) having a hydroxyl group is 75°C or higher, thereby further improving the moisture permeability.
本発明のフィルム用組成物の態様によれば、(B)水酸基を有する化合物の融点が83℃以上であることにより、透湿性と伸び特性をさらに向上させることができる。 According to an embodiment of the film composition of the present invention, the melting point of the compound (B) having a hydroxyl group is 83°C or higher, which can further improve the moisture permeability and elongation properties.
本発明のフィルム用組成物の態様によれば、(B)水酸基を有する化合物が、トリス(ヒドロキシアシル)グリセロール、ドデカンジオール及びステアリルアルコールからなる群から選択された少なくとも1種であることにより、タック性、相溶性、透湿性及び伸び特性をバランスよく向上させることができる。 According to an embodiment of the film composition of the present invention, the compound (B) having a hydroxyl group is at least one selected from the group consisting of tris(hydroxyacyl)glycerol, dodecanediol, and stearyl alcohol, thereby making it possible to improve tackiness, compatibility, moisture permeability, and elongation properties in a well-balanced manner.
次に本発明のフィルム用組成物について説明する。本発明のフィルム用組成物は、(A)質量平均分子量が10000以上のポリマーと、(B)水酸基を有する化合物と、を含有し、前記(B)水酸基を有する化合物の融点が、45℃以上120℃以下である。上記各成分は、以下の通りである。 Next, the film-forming composition of the present invention will be described. The film-forming composition of the present invention contains (A) a polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more, and (B) a compound having a hydroxyl group, and the melting point of the compound having a hydroxyl group (B) is 45°C or more and 120°C or less. The above components are as follows.
<(A)質量平均分子量が10000以上のポリマー>
質量平均分子量が10000以上のポリマーを配合することで、タック性と相溶性を損なうことなく、透湿性の向上に寄与しつつ、優れた伸び特性をフィルムに付与することができる。質量平均分子量が10000以上のポリマーとしては、例えば、熱可塑性ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、プロピレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリル系ブロック共重合体、熱硬化性ポリウレタン、ウレタンフォーム等を挙げることができる。このうち、フィルムの伸び特性をさらに向上させることができる点から、熱可塑性ポリウレタンが好ましい。
<(A) Polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more>
By blending a polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more, it is possible to impart excellent elongation properties to the film while contributing to improvement of moisture permeability without impairing tackiness and compatibility. Examples of polymers having a mass average molecular weight of 10,000 or more include thermoplastic polyurethane, silicone rubber, fluororubber, acrylic rubber, styrene rubber, urethane rubber, propylene rubber, natural rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene rubber, ethylene propylene rubber, acrylic block copolymer, thermosetting polyurethane, urethane foam, etc. Among these, thermoplastic polyurethane is preferred because it can further improve the elongation properties of the film.
ポリウレタンの化学構造としては、特に限定されないが、例えば、後述する(C)成分のイソシアネート化合物と(D)成分のポリオールを反応させて得られる化学構造を有するポリウレタンが挙げられる。これらのうち、透湿性の向上に寄与しつつ、硬化物であるフィルムに伸び特性を確実に付与する点から、脂肪族ポリイソシアネート及び/または脂肪族ポリイソシアネートのイソシアヌレート体と、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオールまたはポリオキシアルキレン系ポリオールと、を反応させて得られる化学構造を有するポリウレタンが好ましい。 The chemical structure of the polyurethane is not particularly limited, but examples include polyurethanes having a chemical structure obtained by reacting an isocyanate compound (C) and a polyol (D), which will be described later. Among these, polyurethanes having a chemical structure obtained by reacting an aliphatic polyisocyanate and/or an isocyanurate of an aliphatic polyisocyanate with a polycaprolactone polyol, a polyester polyol, or a polyoxyalkylene polyol are preferred, in terms of contributing to improved moisture permeability while reliably imparting elongation properties to the cured film.
ポリウレタンの質量平均分子量は10000以上であれば、特に限定されないが、伸び特性をさらに向上させる点から、12000以上が好ましく、13000以上が特に好ましい。また、ポリウレタンの質量平均分子量の上限値としては、例えば、1000000が挙げられる。 The weight average molecular weight of the polyurethane is not particularly limited as long as it is 10,000 or more, but from the viewpoint of further improving the elongation properties, it is preferably 12,000 or more, and particularly preferably 13,000 or more. In addition, the upper limit of the weight average molecular weight of the polyurethane can be, for example, 1,000,000.
<(B)水酸基を有する化合物>
水酸基を有する化合物として、融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物を配合することで、上記した(A)成分である質量平均分子量が10000以上のポリマーとあいまって、タック性と相溶性を有しつつ、透湿性と伸び特性に優れたフィルムを得ることができるフィルム用組成物を得ることができる。一方で、水酸基を有する化合物の融点が45℃未満では、特にタック性が得られず、水酸基を有する化合物の融点が120℃超では、特に透湿性と相溶性が得られない。
<(B) Compound Having a Hydroxyl Group>
By blending a compound having a hydroxyl group with a melting point of 45° C. or more and 120° C. or less as the compound having a hydroxyl group, it is possible to obtain a composition for film that can obtain a film having excellent moisture permeability and elongation properties while having tackiness and compatibility in combination with the polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more, which is the component (A). On the other hand, if the melting point of the compound having a hydroxyl group is less than 45° C., tackiness is not particularly obtained, and if the melting point of the compound having a hydroxyl group is more than 120° C., moisture permeability and compatibility are not particularly obtained.
水酸基を有する化合物の融点は45℃以上120℃以下であれば、特に限定されないが、融点の下限値は、透湿性をさらに向上させることができる点から、75℃が好ましく、透湿性と伸び特性をさらに向上させることができる点から、83℃が特に好ましい。一方で、水酸基を有する化合物の融点の上限値は、透湿性と相溶性を確実に得る点から、110℃が好ましく、100℃が特に好ましい。 The melting point of the compound having a hydroxyl group is not particularly limited as long as it is 45°C or more and 120°C or less, but the lower limit of the melting point is preferably 75°C in order to further improve the moisture permeability, and 83°C is particularly preferred in order to further improve the moisture permeability and elongation properties. On the other hand, the upper limit of the melting point of the compound having a hydroxyl group is preferably 110°C in order to reliably obtain moisture permeability and compatibility, and 100°C is particularly preferred.
融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物の化学構造は、特に限定されず、例えば、トリス(ヒドロキシアシル)グリセロール等のグリセロールと水酸基を有する脂肪酸3分子とのエステルが挙げられる。水酸基を有する脂肪酸としては、例えば、炭素数が15個以上20個以下の直鎖脂肪酸が挙げられる。トリス(ヒドロキシアシル)グリセロールとしては、例えば、トリス(ヒドロキシヘキサデカン酸(C16))、トリス(ヒドロキシオクタデカン酸(C18))グリセリル、トリス(ヒドロキシヘプタデカン酸(C17))グリセリル、トリス(ヒドロキシノナデカノン酸(C19))グリセリル等が挙げられる。 The chemical structure of the compound having a hydroxyl group and a melting point of 45°C or more and 120°C or less is not particularly limited, and examples thereof include esters of glycerol, such as tris(hydroxyacyl)glycerol, and three molecules of a fatty acid having a hydroxyl group. Examples of fatty acids having a hydroxyl group include straight-chain fatty acids having 15 to 20 carbon atoms. Examples of tris(hydroxyacyl)glycerol include tris(hydroxyhexadecanoic acid (C16)), tris(hydroxyoctadecanoic acid (C18)), tris(hydroxyheptadecanoic acid (C17)), tris(hydroxynonadecanoic acid (C19)), and the like.
また、融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物としては、ヘキサデカノール(C16)、ステアリルアルコール(C18)、アラキジルアルコール(C20)、ベヘニルアルコール(C22)、テトラコシルアルコール(C24)等の直鎖脂肪族モノオール、ポリエチレングリコール等のエーテル系モノオール、デカンジオール(C10)、ウンデカンジオール(C11)、ドデカンジオール(C12)等の直鎖脂肪族ジオール、トリメチロールプロパン等の脂肪族トリオールなどが挙げられる。これらのうち、タック性、相溶性、透湿性及び伸び特性をバランスよく向上させることができる点から、トリス(ヒドロキシアシル)グリセロール、ドデカンジオール、ステアリルアルコールが好ましい。これらの水酸基を有する化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of compounds having a hydroxyl group and a melting point of 45°C or higher and 120°C or lower include linear aliphatic monools such as hexadecanol (C16), stearyl alcohol (C18), arachidyl alcohol (C20), behenyl alcohol (C22), and tetracosyl alcohol (C24), ether monools such as polyethylene glycol, linear aliphatic diols such as decanediol (C10), undecanediol (C11), and dodecanediol (C12), and aliphatic triols such as trimethylolpropane. Among these, tris(hydroxyacyl)glycerol, dodecanediol, and stearyl alcohol are preferred because they can improve tackiness, compatibility, moisture permeability, and elongation properties in a well-balanced manner. These compounds having a hydroxyl group may be used alone or in combination of two or more.
水酸基を有する化合物の配合量は、特に限定されないが、その下限値は、(A)質量平均分子量が10000以上のポリマー100質量部に対して、透湿性を確実に得る点から0.2質量部が好ましく、透湿性とスリップ性、すなわち、フィルム上に導電性塗料をスクリーン印刷する際、フィルム表面のスリップ性が向上することで、スクリーン版の移動がスムーズになり、スクリーン版のフィルムからの離れも向上させる点から1.0質量部がより好ましく、2.0質量部が特に好ましい。一方で、水酸基を有する化合物の配合量の上限値は、(A)質量平均分子量が10000以上のポリマー100質量部に対して、タック性と相溶性が損なわれることを確実に防止する点及び伸び特性を確実に得る点から20質量部が好ましく、15質量がより好ましく、10質量部がさらに好ましく、8質量部が特に好ましい。 The amount of the compound having a hydroxyl group is not particularly limited, but the lower limit is preferably 0.2 parts by mass per 100 parts by mass of (A) polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more in order to reliably obtain moisture permeability, and more preferably 1.0 parts by mass, particularly preferably 2.0 parts by mass, in order to reliably prevent the tackiness and compatibility from being impaired and to reliably obtain elongation properties, by improving the moisture permeability and slipperiness, i.e., the slipperiness of the film surface when screen printing a conductive paint on a film, thereby making the screen plate move smoothly and improving the separation of the screen plate from the film. On the other hand, the upper limit of the amount of the compound having a hydroxyl group is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, even more preferably 10 parts by mass, and particularly preferably 8 parts by mass, in order to reliably prevent the tackiness and compatibility from being impaired and to reliably obtain elongation properties, per 100 parts by mass of (A) polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more.
また、本発明のフィルム用組成物では、熱可塑性ポリウレタン等の(A)質量平均分子量が10000以上のポリマーに代えて、(C)ポリイソシアネート及びポリイソシアネートの変性体からなる群から選択された少なくとも1種のイソシアネート化合物と(D)ポリオールとを配合してもよい。(B)融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物と、(C)ポリイソシアネート及びポリイソシアネートの変性体からなる群から選択された少なくとも1種のイソシアネート化合物と、(D)ポリオールと、を配合しても、タック性と相溶性を有しつつ、透湿性と伸び特性に優れたフィルムを得ることができる。なお、(A)質量平均分子量が10000以上のポリマーに代えて配合する(D)ポリオールは、融点が45℃未満または120℃超の化合物であり、融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物とは異なるポリオールである。 In addition, in the film composition of the present invention, instead of (A) a polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more such as thermoplastic polyurethane, (C) at least one isocyanate compound selected from the group consisting of polyisocyanates and modified polyisocyanates, and (D) a polyol may be blended. Even if (B) a compound having a hydroxyl group with a melting point of 45°C or more and 120°C or less, (C) at least one isocyanate compound selected from the group consisting of polyisocyanates and modified polyisocyanates, and (D) a polyol are blended, a film having excellent moisture permeability and elongation properties while having tackiness and compatibility can be obtained. Note that (D) a polyol blended in place of (A) a polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more is a compound having a melting point of less than 45°C or more than 120°C, and is a polyol different from the compound having a hydroxyl group with a melting point of 45°C or more and 120°C or less.
<(C)イソシアネート化合物>
イソシアネート化合物は、後述するポリオールと反応させてポリウレタンを得るための成分である。ポリウレタンを得るための成分を配合することで、透湿性に寄与しつつ、フィルムの伸び特性を向上させることができる。
<(C) Isocyanate Compound>
The isocyanate compound is a component for obtaining polyurethane by reacting with a polyol described later. By blending the component for obtaining polyurethane, it is possible to improve the elongation property of the film while contributing to moisture permeability.
ポリイソシアネートとしては、例えば、メチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート、メチルペンタンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート等のジフェニルメタンジイソシアネート類(MDI類)、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート等のトルエンジイソシアネート類(TDI類)、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。このうち、硬化物であるフィルムに伸び特性を確実に付与する点から、脂肪族ポリイソシアネートが好ましく、伸び特性をさらに向上させる点から炭素数3~10の脂肪族ポリイソシアネートがより好ましく、炭素数5~10の直鎖状脂肪族ポリイソシアネートがさらに好ましく、伸び特性と機械的強度をバランスよく向上させる点から、ヘキサメチレンジイソシアネートが特に好ましい。これらのポリイソシアネートは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of polyisocyanates include aliphatic polyisocyanates such as methylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, butylene diisocyanate, methylpentane diisocyanate, and lysine diisocyanate; alicyclic polyisocyanates such as cyclohexane diisocyanate, methylene bis(cyclohexyl isocyanate), and isophorone diisocyanate; 4,4'- Examples of the polyisocyanate include diphenylmethane diisocyanates (MDIs) such as diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanates (TDIs) such as 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, and other aromatic polyisocyanates such as phenylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and diphenyl ether diisocyanate, and aromatic aliphatic polyisocyanates such as xylylene diisocyanate. Among these, aliphatic polyisocyanates are preferred from the viewpoint of reliably imparting elongation properties to the cured film, aliphatic polyisocyanates having 3 to 10 carbon atoms are more preferred from the viewpoint of further improving elongation properties, linear aliphatic polyisocyanates having 5 to 10 carbon atoms are even more preferred, and hexamethylene diisocyanate is particularly preferred from the viewpoint of improving elongation properties and mechanical strength in a well-balanced manner. These polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more kinds.
また、ポリイソシアネートの変性体は、特に限定されず、例えば、上記脂肪族ポリイソシアネートのイソシアヌレート体、アダクト体、ビウレット体、2官能型などが挙げられる。これらのうち、硬化物であるフィルムに伸び特性を確実に付与する点から、脂肪族ポリイソシアネートのイソシアヌレート体が好ましく、伸び特性をさらに向上させる点から、炭素数3~10の脂肪族ポリイソシアネートのイソシアヌレート体がより好ましく、炭素数5~10の直鎖状脂肪族ポリイソシアネートのイソシアヌレート体がさらに好ましく、伸び特性と機械的強度をバランスよく向上させる点から、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体が特に好ましい。これらのポリイソシアネートの変性体は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、ポリイソシアネートの変性体は、ポリイソシアネートと併用してもよい。 The modified polyisocyanate is not particularly limited, and examples thereof include isocyanurates, adducts, biuret bodies, and bifunctional types of the above aliphatic polyisocyanates. Among these, isocyanurates of aliphatic polyisocyanates are preferred from the viewpoint of reliably imparting elongation properties to the cured film, and isocyanurates of aliphatic polyisocyanates having 3 to 10 carbon atoms are more preferred from the viewpoint of further improving elongation properties, and isocyanurates of linear aliphatic polyisocyanates having 5 to 10 carbon atoms are even more preferred, and isocyanurates of hexamethylene diisocyanate are particularly preferred from the viewpoint of improving elongation properties and mechanical strength in a well-balanced manner. These modified polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more kinds. Modified polyisocyanates may also be used in combination with polyisocyanates.
イソシアネート化合物として市販されているものには、例えば、タケネートD170N(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体:三井化学株式会社)、ミリオネートMT(4,4’- ジフェニルメタンジイソシアネート:日本ポリウレタン工業株式会社)、コスモネートLL(カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート:三井化学ポリウレタン株式会社)、デュラネートTPA100(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体:旭化成株式会社)等を挙げることができる。 Commercially available isocyanate compounds include, for example, Takenate D170N (isocyanurate of hexamethylene diisocyanate: Mitsui Chemicals, Inc.), Millionate MT (4,4'-diphenylmethane diisocyanate: Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), Cosmonate LL (carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate: Mitsui Chemicals Polyurethanes, Inc.), and Duranate TPA100 (isocyanurate of hexamethylene diisocyanate: Asahi Kasei Corporation).
<(D)ポリオール>
ポリオールの種類は、特に限定されないが、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオキシアルキレンポリオール、グリコール類などが挙げられる。このうち、透湿性に寄与しつつ、硬化物であるフィルムの伸び特性と機械的強度とのバランスを得られる点から、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールが好ましい。
<(D) Polyol>
The type of polyol is not particularly limited, and examples thereof include polyester polyol, polycarbonate polyol, polyoxyalkylene polyol, glycols, etc. Among these, polyester polyol and polycarbonate polyol are preferred because they contribute to moisture permeability while providing a balance between the elongation properties and mechanical strength of the cured film.
ポリエステルポリオールとしては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、へキサヒドロオルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸等のポリカルボン酸と、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロへキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の低分子ポリオール類と、の脱水縮合反応で得られるポリエステルポリオール、環状エステルを開環して得られるポリカプロラクトンポリオールなどが挙げられる。これらのうち、硬化物であるフィルムの伸び特性が確実に向上する点から、ポリカプロラクトンポリオールが好ましい。 Examples of polyester polyols include polycarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, hexahydroisophthalic acid, hexahydroorthophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and trimellitic acid, and ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and the like. Examples of suitable polyols include polyester polyols obtained by dehydration condensation reaction with low molecular weight polyols such as 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol, and polycaprolactone polyols obtained by ring-opening cyclic esters. Among these, polycaprolactone polyols are preferred because they reliably improve the elongation properties of the cured film.
ポリカプロラクトンポリオールとしては、例えば、2官能性のポリカプロラクトンジオール、3官能性のポリカプロラクトントリオール及び4官能性のポリカプロラクトンテトラオールなどが挙げられるが、硬化物であるフィルムの伸び特性と機械的強度とのバランスの点から、ポリカプロラクトントリオールが好ましい。 Examples of polycaprolactone polyols include bifunctional polycaprolactone diol, trifunctional polycaprolactone triol, and tetrafunctional polycaprolactone tetraol, but polycaprolactone triol is preferred in terms of the balance between the elongation properties and mechanical strength of the cured film.
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、前記ポリエステルポリオールの合成に用いられる低分子ポリオール類とホスゲンとの脱塩酸反応、または前記低分子ポリオール類とジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等とのエステル交換反応で得られるものが挙げられる。 Examples of polycarbonate polyols include those obtained by the dehydrochlorination reaction between the low molecular weight polyols used in the synthesis of the polyester polyols and phosgene, or the transesterification reaction between the low molecular weight polyols and diethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, diphenyl carbonate, etc.
ポリオキシアルキレンポリオールとしては、例えば、前記ポリエステルポリオールの合成に用いられる低分子ポリオール類を開始剤として、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン等の環状エーテル化合物の1種以上を開環付加重合あるいは(共)重合させた、ポリオキシエチレン系ポリオール、ポリオキシプロピレン系ポリオール、ポリオキシブチレン系ポリオール、ポリオキシテトラメチレン系ポリオール、ポリ-(オキシエチレン)-(オキシプロピレン)-ランダムまたはブロック共重合系ポリオール等が挙げられる。 Examples of polyoxyalkylene polyols include polyoxyethylene-based polyols, polyoxypropylene-based polyols, polyoxybutylene-based polyols, polyoxytetramethylene-based polyols, poly-(oxyethylene)-(oxypropylene)-random or block copolymer-based polyols, etc., which are obtained by ring-opening addition polymerization or (co)polymerization of one or more cyclic ether compounds such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and tetrahydrofuran using the low molecular weight polyols used in the synthesis of the polyester polyols as initiators.
グリコール類としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどが挙げられる。 Examples of glycols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, and dipropylene glycol.
ポリオールのOH基価は、特に限定されないが、その下限値は、伸び特性を有するフィルムとして十分な強度を付与する点から50mgKOH/gが好ましく、150mgKOH/gがより好ましく、250mgKOH/gが特に好ましい。一方で、ポリオールのOH基価の上限値は、硬化物であるフィルムに伸び特性を確実に付与する点から400mgKOH/gが好ましく、380mgKOH/gがより好ましく、350mgKOH/gが特に好ましい。 The OH value of the polyol is not particularly limited, but the lower limit is preferably 50 mgKOH/g, more preferably 150 mgKOH/g, and particularly preferably 250 mgKOH/g, from the viewpoint of imparting sufficient strength to the film having elongation properties. On the other hand, the upper limit of the OH value of the polyol is preferably 400 mgKOH/g, more preferably 380 mgKOH/g, and particularly preferably 350 mgKOH/g, from the viewpoint of reliably imparting elongation properties to the cured film.
ポリオールの質量平均分子量は、特に限定されないが、伸び特性と機械的強度とのバランスの点から300~2500が好ましく、500~2000が特に好ましい。 The mass average molecular weight of the polyol is not particularly limited, but from the viewpoint of the balance between elongation properties and mechanical strength, a range of 300 to 2500 is preferable, and a range of 500 to 2000 is particularly preferable.
ポリオールの配合量は、特に限定されないが、例えば、ポリオールのヒドロキシ基(OH)に対するイソシアネート化合物のイソシアネート基(NCO)の当量比(NCO/OH)について、その下限値は、フィルム組成物の硬化性の低下を確実に防止する点から0.6が好ましく、0.9が特に好ましい。一方で、前記当量比(NCO/OH)の上限値は、硬化物であるフィルムの硬度が高くなって伸び特性が低下するのを確実に防止する点から2.5が好ましく、1.5が特に好ましい。上記から、ポリオール100質量部に対して、ポリイソシアネート化合物の配合量は50~200質量部が好ましく、65~150質量部が特に好ましい。 The amount of polyol is not particularly limited, but for example, the lower limit of the equivalent ratio (NCO/OH) of the isocyanate group (NCO) of the isocyanate compound to the hydroxy group (OH) of the polyol is preferably 0.6, and more preferably 0.9, in order to reliably prevent a decrease in the curability of the film composition. On the other hand, the upper limit of the equivalent ratio (NCO/OH) is preferably 2.5, and more preferably 1.5, in order to reliably prevent a decrease in the elongation properties due to an increase in the hardness of the cured film. From the above, the amount of polyisocyanate compound is preferably 50 to 200 parts by mass, and more preferably 65 to 150 parts by mass, per 100 parts by mass of polyol.
ポリオールとして市販されているものには、例えば、PLACCEL(プラクセル) 305(ポリカプロラクトントリオール:株式会社ダイセル、OH基価は305mgKOH/g)、PLACCEL 308(ポリカプロラクトントリオール:株式会社ダイセル、OH基価は195mgKOH/g)、PLACCEL 309(ポリカプロラクトントリオール:株式会社ダイセル、OH基価は186mgKOH/g)、デュラノールT5652(1,5-ペンタンジオールと1,6-ヘキサンジオールを用いた共重合ポリカーボネートジオール:旭化成株式会社、数平均分子量は約2000、OH基価は51mgKOH/g~61mgKOH/g)等を挙げることができる。上記ポリオールは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Commercially available polyols include, for example, PLACCEL 305 (polycaprolactone triol: Daicel Corporation, OH value is 305 mg KOH/g), PLACCEL 308 (polycaprolactone triol: Daicel Corporation, OH value is 195 mg KOH/g), PLACCEL 309 (polycaprolactone triol: Daicel Corporation, OH value is 186 mg KOH/g), and Duranol T5652 (copolymerized polycarbonate diol using 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol: Asahi Kasei Corporation, number average molecular weight is about 2000, OH value is 51 mg KOH/g to 61 mg KOH/g). The above polyols may be used alone or in combination of two or more.
(A)質量平均分子量が10000以上のポリマーに代えて、(C)イソシアネート化合物と(D)ポリオールとを配合する場合、(B)水酸基を有する化合物の配合量は、特に限定されないが、その下限値は、(C)イソシアネート化合物と(D)ポリオールとの合計100質量部に対して、透湿性を確実に得る点から0.2質量部が好ましく、透湿性とスリップ性をさらに向上させる点から1.0質量部がより好ましく、2.0質量部が特に好ましい。一方で、(B)水酸基を有する化合物の配合量の上限値は、(C)イソシアネート化合物と(D)ポリオールとの合計100質量部に対して、タック性と相溶性が損なわれることを確実に防止する点及び伸び特性を確実に得る点から20質量部が好ましく、15質量がより好ましく、10質量部がさらに好ましく、8質量部が特に好ましい。 When (C) an isocyanate compound and (D) a polyol are blended instead of (A) a polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more, the blending amount of (B) a compound having a hydroxyl group is not particularly limited, but the lower limit is preferably 0.2 parts by mass per 100 parts by mass of the total of (C) isocyanate compound and (D) polyol in order to reliably obtain moisture permeability, more preferably 1.0 parts by mass in order to further improve moisture permeability and slip properties, and particularly preferably 2.0 parts by mass. On the other hand, the upper limit of the blending amount of (B) a compound having a hydroxyl group is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, even more preferably 10 parts by mass, and particularly preferably 8 parts by mass in order to reliably prevent the loss of tackiness and compatibility and to reliably obtain elongation properties, per 100 parts by mass of the total of (C) isocyanate compound and (D) polyol.
本発明のフィルム用組成物では、上記した(A)成分~(D)成分に加えて、必要に応じて、さらに、非反応性希釈剤を配合してもよい。非反応性希釈剤は、組成物の塗工性や乾燥性を調節するためのものである。非反応性希釈剤としては、例えば、有機溶剤が挙げられる。有機溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどの環状エーテル類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブのセロソルブ類、メチルカルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロプレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び上記グリコールエーテル類のエステル化物などのエステル類;エタノール、プロパノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのモノオール類等を挙げることができる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 In addition to the above-mentioned components (A) to (D), the film composition of the present invention may further contain a non-reactive diluent as necessary. The non-reactive diluent is used to adjust the coatability and drying properties of the composition. Examples of non-reactive diluents include organic solvents. Examples of organic solvents include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and butyl cellosolve, carbitols such as methyl carbitol and butyl carbitol, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, and triethylene glycol monoethyl ether, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and esters of the above glycol ethers, and monools such as ethanol, propanol, cyclohexanol, ethylene glycol, and propylene glycol. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明のフィルム組成物は、(A)成分~(D)成分からなる組成物、または(A)成分~(D)成分と非反応性希釈剤とからなる組成物でもよい。従って、本発明のフィルム用組成物では、光安定剤、フィラー等、他の成分は配合されなくてよい。本発明のフィルム用組成物では、(A)成分~(D)成分と任意成分である非反応性希釈剤のみが配合され、他の成分が配合されないことにより、伸び特性をより確実に向上させることができる。また、本発明の組成物では、必要に応じて、所望の伸び特性を損なわない範囲で、(A)成分~(D)成分と非反応性希釈剤以外の添加成分を、さらに配合した組成物としてもよい。 The film composition of the present invention may be a composition consisting of components (A) to (D), or a composition consisting of components (A) to (D) and a non-reactive diluent. Therefore, other components such as light stabilizers and fillers do not need to be blended into the film composition of the present invention. The film composition of the present invention contains only components (A) to (D) and an optional non-reactive diluent, and does not contain other components, so that the elongation properties can be improved more reliably. Furthermore, the composition of the present invention may contain additional components other than components (A) to (D) and the non-reactive diluent, as necessary, within a range that does not impair the desired elongation properties.
添加成分としては、例えば、難燃剤、着色剤等を挙げることができる。 Additives include, for example, flame retardants, colorants, etc.
難燃剤としては、例えば、リン系の難燃剤を挙げることができる。リン系の難燃剤としては、例えば、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(2,3-ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(2-クロロプロピル)ホスフェート、トリス(2,3-ブロモプロピル)ホスフェート、トリス(ブロモクロロプロピル)ホスフェート、2,3-ジブロモプロピル-2,3-クロロプロピルホスフェート、トリス(トリブロモフェニル)ホスフェート、トリス(ジブロモフェニル)ホスフェート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェートなどの含ハロゲン系リン酸エステル;トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェートなどのノンハロゲン系脂肪族リン酸エステル;トリフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、イソプロピルフェニルジフェニルホスフェート、ジイソプロピルフェニルフェニルホスフェート、トリス(トリメチルフェニル)ホスフェート、トリス(t-ブチルフェニル)ホスフェート、ヒドロキシフェニルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェートなどのノンハロゲン系芳香族リン酸エステル;トリスジエチルホスフィン酸アルミニウム、トリスメチルエチルホスフィン酸アルミニウム、トリスジフェニルホスフィン酸アルミニウム、ビスジエチルホスフィン酸亜鉛、ビスメチルエチルホスフィン酸亜鉛、ビスジフェニルホスフィン酸亜鉛、ビスジエチルホスフィン酸チタニル、テトラキスジエチルホスフィン酸チタン、ビスメチルエチルホスフィン酸チタニル、テトラキスメチルエチルホスフィン酸チタン、ビスジフェニルホスフィン酸チタニル、テトラキスジフェニルホスフィン酸チタンなどのホスフィン酸の金属塩、ジフェニルビニルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイド、トリアルキルホスフィンオキサイド、トリス(ヒドロキシアルキル)ホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド系化合物等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of flame retardants include phosphorus-based flame retardants. Examples of phosphorus-based flame retardants include halogen-containing phosphorus phosphates such as tris(chloroethyl)phosphate, tris(2,3-dichloropropyl)phosphate, tris(2-chloropropyl)phosphate, tris(2,3-bromopropyl)phosphate, tris(bromochloropropyl)phosphate, 2,3-dibromopropyl-2,3-chloropropyl phosphate, tris(tribromophenyl)phosphate, tris(dibromophenyl)phosphate, and tris(tribromoneopentyl)phosphate. phosphate esters; non-halogenated aliphatic phosphate esters such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, trioctyl phosphate, and tributoxyethyl phosphate; triphenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, dicresyl phenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, tris(isopropylphenyl)phosphate, isopropylphenyl diphenyl phosphate, and diisopropyl phosphate; Examples of such phosphinic acid metal salts include propylphenylphenyl phosphate, tris(trimethylphenyl)phosphate, tris(t-butylphenyl)phosphate, hydroxyphenyldiphenylphosphate, and octyldiphenylphosphate; and metal salts of phosphinic acid such as aluminum trisdiethylphosphinate, aluminum trismethylethylphosphinate, aluminum trisdiphenylphosphinate, zinc bisdiethylphosphinate, zinc bismethylethylphosphinate, zinc bisdiphenylphosphinate, titanyl bisdiethylphosphinate, titanium tetrakisdiethylphosphinate, titanium bismethylethylphosphinate, titanium tetrakismethylethylphosphinate, titanium bisdiphenylphosphinate, and titanium tetrakisdiphenylphosphinate; and phosphine oxide compounds such as diphenylvinylphosphine oxide, triphenylphosphine oxide, trialkylphosphine oxide, and tris(hydroxyalkyl)phosphine oxide. These may be used alone or in combination of two or more.
着色剤は、顔料、色素等、特に限定されず、また、白色着色剤、青色着色剤、緑色着色剤、黄色着色剤、紫色着色剤、橙色着色剤等、いずれの色彩の着色剤も使用可能である。上記着色剤には、例えば、白色着色剤である酸化チタン(ルチル型、アナターゼ型)等の無機系着色剤や、緑色着色剤であるフタロシアニングリーン及び青色着色剤であるフタロシアニンブルーやリオノールブルー等のフタロシアニン系、黄色着色剤であるアントラキノン系、橙色着色剤であるクロモフタルオレンジ等のジケトピロロピロール系等の有機系着色剤などを挙げることができる。 The colorant is not particularly limited to pigments, dyes, etc., and colorants of any color can be used, such as white colorants, blue colorants, green colorants, yellow colorants, purple colorants, orange colorants, etc. Examples of the colorants include inorganic colorants such as titanium oxide (rutile type, anatase type) which is a white colorant, phthalocyanine-based colorants such as phthalocyanine green which is a green colorant, phthalocyanine blue and lyonol blue which are blue colorants, anthraquinone-based colorants which are yellow colorants, and diketopyrrolopyrrole-based colorants such as chromophthalic orange which is an orange colorant, etc.
上記した本発明のフィルム用組成物の製造方法は、特定の方法に限定されず、例えば、上記各成分を所定割合で配合後、室温(常温)または30℃~50℃に加温した状態にて、三本ロール、ボールミル、サンドミル等の混練手段、またはスーパーミキサー、プラネタリーミキサー等の攪拌手段により混練または撹拌して製造することができる。また、混練または撹拌の前に、必要に応じて、室温(常温)または30℃~50℃に加温した状態にて、予備混練または予備撹拌を行ってもよい。 The method for producing the film composition of the present invention described above is not limited to a specific method, and can be produced, for example, by mixing the above components in a predetermined ratio, and then kneading or stirring them at room temperature (normal temperature) or in a state heated to 30°C to 50°C using a kneading means such as a triple roll, ball mill, or sand mill, or a stirring means such as a super mixer or planetary mixer. In addition, prior to kneading or stirring, preliminary kneading or preliminary stirring may be performed at room temperature (normal temperature) or in a state heated to 30°C to 50°C, as necessary.
次に、本発明のフィルム用組成物の使用方法例について説明する。ここでは、本発明のフィルム用組成物を、基板(例えば、石英ガラス基板、銅等の金属製基板、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂基板)上に塗工して、透湿性と伸び特性を有するフィルムを形成する方法を例にとって説明する。上記のように製造したフィルム用組成物を、基板上に、スクリーン印刷法、バーコータ法、ブレードコータ法、ナイフコータ法、ロールコータ法、グラビアコータ法等の公知の方法を用いて所望の厚さに塗布する。次に、60℃~170℃程度の温度の乾燥炉等で5分~30分間程度加熱することにより塗布したフィルム用組成物を熱硬化させて、基板上に目的とする硬化膜を形成させる。硬化膜の膜厚としては、例えば、10μm~100μmが挙げられる。得られた硬化膜を基板から剥離することで、透湿性と伸び特性を有するフィルムを製造することができる。 Next, an example of a method for using the composition for film of the present invention will be described. Here, a method of forming a film having moisture permeability and elongation properties by applying the composition for film of the present invention to a substrate (for example, a quartz glass substrate, a metal substrate such as copper, or a resin substrate such as PET (polyethylene terephthalate)) will be described as an example. The composition for film produced as described above is applied to the substrate to a desired thickness using a known method such as a screen printing method, a bar coater method, a blade coater method, a knife coater method, a roll coater method, or a gravure coater method. Next, the applied composition for film is thermally cured by heating for about 5 to 30 minutes in a drying oven or the like at a temperature of about 60°C to 170°C, thereby forming a desired cured film on the substrate. The thickness of the cured film can be, for example, 10 μm to 100 μm. A film having moisture permeability and elongation properties can be produced by peeling the obtained cured film from the substrate.
本発明のフィルム用組成物から得られたフィルムの用途としては、例えば、心拍数、呼吸、心電、筋電等の生体情報を得るために回路パターンを形成する、透湿性と伸び特性を有するフィルム用、すなわち、透湿性と伸び特性を有する回路基板用を挙げることができる。従って、本発明のフィルム用組成物から得られたフィルムを使用して、皮膚への貼付型センサデバイスを製造することができる。 Examples of applications of the film obtained from the film composition of the present invention include films having moisture permeability and elongation properties, that is, circuit boards having moisture permeability and elongation properties, for forming circuit patterns to obtain bioinformation such as heart rate, respiration, electrocardiogram, and electromyogram. Therefore, a film obtained from the film composition of the present invention can be used to manufacture a sensor device that is attached to the skin.
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples as long as they do not deviate from the spirit of the invention.
実施例1-1~1-5、実施例2-1~2-3、実施例3-1、比較例1-1、比較例2-1~2-4、比較例3-1
下記表1に示す各成分を下記表1に示す配合割合にて配合し、セパラブルフラスコを用いて40℃(オイルヒーター中)にて撹拌して、実施例及び比較例にて使用するフィルム用組成物を調製した。なお、下記表1中の配合の数字は質量部を、空欄部は配合なしを意味する。
Examples 1-1 to 1-5, Examples 2-1 to 2-3, Example 3-1, Comparative Example 1-1, Comparative Examples 2-1 to 2-4, Comparative Example 3-1
The components shown in Table 1 were mixed in the ratios shown in Table 1 and stirred at 40° C. (in an oil heater) using a separable flask to prepare film compositions used in the Examples and Comparative Examples. Note that the numbers in the formula in Table 1 indicate parts by mass, and blank spaces indicate no formula.
なお、表1中の各成分についての詳細は以下の通りである。
(A)質量平均分子量が10000以上のポリマー
・ミラクトランP22SRNAT:熱可塑性ポリウレタン樹脂、質量平均分子量10000~15000(固形分100質量%)、東ソー株式会社
・ハイムレンY-206-2:熱可塑性ポリウレタン樹脂、質量平均分子量13000~18000(固形分25質量%、分散媒である溶剤はジメチルホルムアミド(DMF))、大日精化工業株式会社
Details of each component in Table 1 are as follows.
(A) Polymers with a mass average molecular weight of 10,000 or more: Miractoran P22SRNAT: Thermoplastic polyurethane resin, mass average molecular weight 10,000 to 15,000 (solid content 100% by mass), Tosoh Corporation; Heimullen Y-206-2: Thermoplastic polyurethane resin, mass average molecular weight 13,000 to 18,000 (solid content 25% by mass, dispersion medium is dimethylformamide (DMF)), Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.
(B)融点が45℃以上120℃以下の水酸基を有する化合物
・トリス(12-ヒドロキシオクタデカン酸)グリセリル:東京化成工業株式会社
・1,12-ドデカンジオール:東京化成工業株式会社
・ステアリルアルコール:東京化成工業株式会社
・トリメチロールプロパン:東京化成工業株式会社
・PEG4000:和光純薬工業株式会社
(B) Compounds having a hydroxyl group with a melting point of 45°C or higher and 120°C or lower Glyceryl tris(12-hydroxyoctadecanoate): Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 1,12-dodecanediol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Stearyl alcohol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Trimethylolpropane: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. PEG 4000: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
(C)イソシアネート化合物
・タケネートD170N:三井化学株式会社
(D)ポリオール
・プラクセル305T:株式会社ダイセル
非反応性希釈剤
・THF:三菱ケミカル株式会社
(C) Isocyanate compound, Takenate D170N: Mitsui Chemicals, Inc. (D) Polyol, Plaxel 305T: Daicel Corporation Non-reactive diluent, THF: Mitsubishi Chemical Corporation
融点が45℃未満または120℃超の水酸基を有する化合物
・ペンタエリスリトール:東京化成工業株式会社
・1,6-ヘキサンジオール:東京化成工業株式会社
その他の添加剤
・ビスアマイドLA:日化トレーディング株式会社
Compounds with a hydroxyl group whose melting point is less than 45°C or more than 120°C Pentaerythritol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 1,6-Hexanediol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Other additives Bisamide LA: Nikka Trading Co., Ltd.
試験体作製工程
支持用基板:PET(ポリエチレンテレフタレート)離形処理フィルム(フィルム厚さ125μm)
調製した実施例及び比較例の組成物の塗工方法:バーコータ法
組成物の乾燥処理:100℃、10分
組成物の本硬化処理:120℃、30分
DRY膜厚:20~30μm
Test specimen preparation process Support substrate: PET (polyethylene terephthalate) release film (film thickness 125 μm)
Coating method of the prepared compositions of the Examples and Comparative Examples: Bar coater method Drying treatment of the composition: 100°C, 10 minutes Main curing treatment of the composition: 120°C, 30 minutes Dry film thickness: 20 to 30 μm
評価項目は以下の通りである。
(1)透湿性
上記試験体作製工程で得られた試験体について、PETフィルム上に形成された組成物の硬化膜をPETフィルムから剥がして、試験用フィルムを得た。試験用フィルムについて、JIS L1099 A-1に準じて、40℃90%RH条件下で透湿性を測定、比較対象であるポリウレタン樹脂フィルム(比較例1-1、比較例2-1、比較例3-1の試験用フィルム)に対する透湿性の増加率(%)を、以下の基準で評価した。
◎:比較対象であるポリウレタン樹脂フィルムに対して15%以上、透湿性が向上。
○:比較対象であるポリウレタン樹脂フィルムに対して10%以上15%未満、透湿性が向上。
△:比較対象であるポリウレタン樹脂フィルムに対して1%以上10%未満、透湿性が向上。
×:比較対象であるポリウレタン樹脂フィルムに対して透湿性向上が1%未満。
The evaluation items are as follows:
(1) Moisture permeability For the test specimens obtained in the above test specimen preparation process, the cured film of the composition formed on the PET film was peeled off from the PET film to obtain a test film. For the test film, the moisture permeability was measured under conditions of 40°C and 90% RH in accordance with JIS L1099 A-1, and the increase rate (%) of moisture permeability relative to the comparative polyurethane resin films (test films of Comparative Example 1-1, Comparative Example 2-1, and Comparative Example 3-1) was evaluated according to the following criteria.
⊚: Moisture permeability improved by 15% or more compared to the polyurethane resin film used as a comparison.
◯: Moisture permeability improved by 10% or more and less than 15% compared to the polyurethane resin film used as a comparison.
△: Moisture permeability improved by 1% or more and less than 10% compared to the polyurethane resin film used as a comparison.
×: The improvement in moisture permeability is less than 1% compared to the polyurethane resin film used as a comparison.
(2)タック性
上記試験体作製工程で得られた試験体における組成物の硬化膜について、指触によりタック性を、以下の基準で評価した。
◎:全く粘着性なし。
○:ほとんど粘着性なし。
△:若干の粘着性あり。
×:粘着性あり。
(2) Tackiness With respect to the cured film of the composition in the test specimen obtained in the above test specimen preparation step, the tackiness was evaluated by touching with a finger according to the following criteria.
⊚: No stickiness at all.
○: Almost no adhesion.
△: Slightly sticky.
×: Sticky.
(3)相溶性
上記試験体作製工程で得られた試験体における組成物の硬化膜について、目視により相溶性を評価した。
○:外観に異常なし。
△:僅かにムラが見られる。
×:ムラや分離が見られる。
(3) Compatibility The compatibility of the cured film of the composition in the test specimen obtained in the above test specimen preparation step was evaluated by visual inspection.
○: No abnormality in appearance.
△: Slight unevenness is observed.
×: Unevenness or separation is observed.
(4)伸び特性
上記試験体作製工程で得られた試験体について、PETフィルム上に形成された組成物の硬化膜をPETフィルムから剥がして、試験用フィルムを得た。試験用フィルムについて、オートグラフ(株式会社島津製作所)を用いて、測定温度25℃にて、50mm/分の速度で引っ張り試験を実施し、比較対象であるポリウレタン樹脂フィルム(比較例1-1、比較例2-1、比較例3-1の試験用フィルム)に対する伸び率(%)を測定し、以下の基準で評価した。
◎:比較対象であるポリウレタン樹脂フィルムに対して伸び率10%以上向上。
○:比較対象であるポリウレタン樹脂フィルムに対して伸び率5%以上10%未満向上。
△:比較対象であるポリウレタン樹脂フィルムに対して伸び率に変化なし。
×:比較対象であるポリウレタン樹脂フィルムよりも伸び率が低下。
(4) Elongation properties For the test specimens obtained in the above test specimen preparation process, the cured film of the composition formed on the PET film was peeled off from the PET film to obtain a test film. For the test film, a tensile test was performed using an autograph (Shimadzu Corporation) at a measurement temperature of 25°C and a speed of 50 mm/min to measure the elongation (%) relative to the comparative polyurethane resin films (test films of Comparative Example 1-1, Comparative Example 2-1, and Comparative Example 3-1), and evaluated according to the following criteria.
⊚: The elongation rate was improved by 10% or more compared to the polyurethane resin film used as a comparison.
◯: The elongation rate was improved by 5% or more but less than 10% compared to the comparative polyurethane resin film.
Δ: No change in elongation compared to the comparative polyurethane resin film.
×: The elongation rate is lower than that of the polyurethane resin film used as a comparison.
評価結果を下記表1に示す。 The evaluation results are shown in Table 1 below.
上記表1から、融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物を配合した実施例1-1~1-5、実施例2-1~2-3、実施例3-1のフィルム用組成物では、タック性と相溶性を有しつつ、透湿性と伸び特性に優れたフィルムを得ることができた。特に、水酸基を有する化合物として、融点が85℃~87℃であるトリス(12-ヒドロキシオクタデカン酸)グリセリルを配合した実施例1-1、2-1、2-3、3-1では、透湿性と伸び特性がさらに向上した。また、水酸基を有する化合物として、融点が79℃~81℃である1,12-ドデカンジオールを配合した実施例1-2では、透湿性とタック性がさらに向上した。また、融点が59℃~60℃であるステアリルアルコールを配合した実施例1-3では、タック性、相溶性、透湿性及び伸び特性がバランスよく向上した。 From Table 1 above, the film compositions of Examples 1-1 to 1-5, Examples 2-1 to 2-3, and Example 3-1, which contain a compound having a hydroxyl group with a melting point of 45°C to 120°C, were able to obtain films that had excellent moisture permeability and elongation properties while having tackiness and compatibility. In particular, Examples 1-1, 2-1, 2-3, and 3-1, which contain tris(12-hydroxyoctadecanoic acid)glyceryl with a melting point of 85°C to 87°C as a compound having a hydroxyl group, further improved moisture permeability and elongation properties. In Example 1-2, which contains 1,12-dodecanediol with a melting point of 79°C to 81°C as a compound having a hydroxyl group, further improved moisture permeability and tackiness. In Example 1-3, which contains stearyl alcohol with a melting point of 59°C to 60°C, tackiness, compatibility, moisture permeability, and elongation properties were improved in a well-balanced manner.
一方で、融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物に代えて、融点が257℃であるペンタエリスリトールを配合した比較例2-2では、透湿性と相溶性が得られなかった。また、融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物に代えて、融点が38℃~42℃である1,6-ヘキサンジオールを配合した比較例2-3では、タック性が得られなかった。また、融点が45℃以上120℃以下である水酸基を有する化合物に代えて、アミド類を配合した比較例2-4では、透湿性と相溶性が得られなかった。 On the other hand, in Comparative Example 2-2, in which pentaerythritol with a melting point of 257°C was used instead of a compound having a hydroxyl group with a melting point of 45°C or more and 120°C or less, moisture permeability and compatibility were not obtained. In Comparative Example 2-3, in which 1,6-hexanediol with a melting point of 38°C to 42°C was used instead of a compound having a hydroxyl group with a melting point of 45°C or more and 120°C or less, tackiness was not obtained. In Comparative Example 2-4, in which amides were used instead of a compound having a hydroxyl group with a melting point of 45°C or more and 120°C or less, moisture permeability and compatibility were not obtained.
本発明のフィルム用組成物は、タック性と相溶性を有しつつ、透湿性と伸び特性に優れたフィルムを得ることができるので、例えば、生体情報を得るために人体に貼付する回路基板を備えたセンサデバイスの分野で利用価値が高い。
The film composition of the present invention can give a film that has excellent moisture permeability and elongation properties while having tackiness and compatibility, and is therefore highly useful in the field of sensor devices equipped with a circuit board that is attached to the human body to obtain bioinformation.
Claims (5)
前記(A)質量平均分子量が10000以上のポリマーが、熱可塑性ポリウレタンを含有し、
前記(B)水酸基を有する化合物が、トリス(ヒドロキシアシル)グリセロール及びドデカンジオールからなる群から選択された少なくとも1種である、フィルム用組成物。 The composition comprises (A) a polymer having a mass average molecular weight of 10,000 or more, and (B) a compound having a hydroxyl group, and the melting point of the compound having a hydroxyl group (B) is 45° C. or more and 120° C. or less,
The polymer (A) having a mass average molecular weight of 10,000 or more contains a thermoplastic polyurethane,
The composition for film, wherein the compound (B) having a hydroxyl group is at least one selected from the group consisting of tris(hydroxyacyl)glycerol and dodecanediol.
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